重庆市万州二中2019-2020学年高二上学期期中物理试卷 (有解析)

重庆市万州二中2019-2020学年高二上学期期中物理试卷
一、单选题（本大题共7小题，共28.0分）
1.下列物理量是矢量的是()
A. 电动势
B. 电势差
C. 电场强度
D. 电势
2.下列关于电场性质的说法，正确的是()
A. 电场强度大的地方，电场线一定密，但电势不一定高
B. 电场强度大的地方，电场线一定密，电势也一定高
C. 电场强度为零的地方，电势一定为零
D. 电势为零的地方，电场强度一定为零
3.某一导体的伏安特性曲线如图AB段(曲线)所示。

关于导体的电阻，
下列说法正确的是()
A. B点的电阻为4Ω
B. B点的电阻为12Ω
C. 电压由3V变至6V过程，导体电阻变化10Ω
D. 电压由3V变至6V过程，导体电阻变化90Ω
4.如图所示，一电容器的两极通过电阻始终与电源的正负极相连，在增大电容
器两极板间的距离的过程中，下列说法正确的是()
A. 电容器所带电荷量增大
B. 电阻上有a流向b的微弱电流
C. 电容器两极板间的电压变大
D. 电容器两极板间的电场强度变大
5.如图所示，是一块均匀的长方体金属块，其长为a，宽为b，高为c，如
果沿AB方向测得的电阻为R，那么，该金属块沿CD方向的电阻率和电
阻分别为()
A. bc
a R，b2
a2
R B. ab
c
R，b2
a2
R C. bc
a
R，b
a
R D. ac
b
R，b2
a2
R
6.如图所示的四个图像中，最能正确表示家庭常用的白炽灯泡在不同电压下消耗的电功率P与电
压的二次方u2之间函数关系的是()
A. B. C. D.
7.沿同一条直线运动的a、b两个质点，在0～t0时间内的x−t图象
如图所示，则下列说法正确的是()
A. 质点a做周期性的往返运动
B. t′时刻，a、b的位置不同
C. 在0～t′时间内，a、b的位移和路程都相同
D. 在0～t0时间内，a通过的路程是b通过路程的两倍
二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）
8.理发用的电吹风机中有电动机和电热丝，电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风
将头发吹干，设电动机的线圈电阻为R 1，它与电热丝的电阻R 2串联，接到直流电源上，电吹风机两端电压为U，电流为I，消耗的电功率为P，则有()
A. P<UI
B. P=I 2(R 1+R 2)
C. P=UI
D. P>I 2(R 1+R 2)
9.下列说法正确的是()
A. 由R=U
可知，导体的电阻跟它两端电压成正比，跟通过它的电流成反比
I
B. 由R=ρl
可知，导体的电阻跟它长度成正比，跟它的横截面积成反比
s
C. 欧姆定律适用于金属导电、电解液导电和气体导电
D. 欧姆定律适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路
10.如图所示，一个小球O用1、2两根细绳连接并分别系于箱子上的A点
和B点，OA与水平方向的夹角为θ，OB水平，开始时箱子处于静止。

则下列说法不正确的是()
A. 若使箱子向右水平加速运动，则绳1、2的张力均增大
B. 若使箱子向右水平加速运动，则绳1的张力不变、绳2的张力增大
C. 若使箱子竖直向上加速运动，则绳1、2的张力均增大
D. 若使箱子竖直向上加速运动，则绳1的张力增大、绳2的张力不变
11.在真空中A，B两点分别放置等量异种电荷，在电场中通过A，B两点中心对称位置取一个矩形
路径abcd，矩形路径在竖直平面内，如图所示，现将一电子沿abcd移动一周，则下列判断正确的是()
A. 由a→b电场力做正功，电子的电势能减小
B. 由b→c电场对电子先做负功，后做正功，总功为零
C. 由c→d电子的电势能一直增加
D. 由d→a电子的电势能先减小后增加，电势能总增加量为零
12.如图所示，在空中同一水平线上的A、B两点分别有带正电的小球M、N，在它们连线的竖直垂
直平分线上的C点固定一带负电的小球P，三个球可以看成点电荷，在库仑力和重力的作用下M、N两个球处于静止，则下列说法正确的是()
A. M、N两球的质量一定相同
B. M、N两球的带电荷量可能不同
C. M、N两球受到的库仑力合力的大小不一定相等
D. M、N两球受到的库仑力合力的方向一定竖直向上
三、实验题（本大题共2小题，共20.0分）
13.如图，用伏安法测电阻，当被测电阻阻值不能估计时，可采用
试接法．让伏特表一端接在电路的a点上，另一端先后接在b
点和c点，注意观察两个电表的示数．若安培表的示数有显著
变化，则待测电阻的阻值跟______表内阻可以比拟，伏特表应接在a、______两点，并且测量结果______．
14.有一根细长而均匀的金属管线样品，横截面如图1所示．此金属材料重约1～2N，长约为30cm，
电阻约为10Ω.已知这种金属的电阻率为ρ，密度为ρ0.因管内中空部分截面积形状不规则，无法直接测量，请设计一个实验方案，测量中空部分的截面积S0，现有如下器材可选：
A.毫米刻度尺
B.螺旋测微器
C.电流表(600mA，内阻约为1.0Ω)
D.电流表(3A，内阻约为0.1Ω)
E.电压表(3V，内阻约为6kΩ)
F.滑动变阻器(2kΩ,0.5A)
G.滑动变阻器(10kΩ,2A)
H.蓄电池(6V，内阻约为0.05Ω)
I.开关一个，带夹子的导线若千．
(1)除待测金属管线外，还应选用的器材有______ (只填代号字母)．
(2)在图2中画出你所设计方案的实验电路图，并把所选仪器在图3中连成实际测量电路．
(3)实验中要测量的物理量有：______ ，计算金属管线内部空间截面积S0的表达式为S0=
______ ．
四、计算题（本大题共3小题，共32.0分）
15.如图所示，图线A为某电源的U−I图象，图线B为某电阻R的U−I图线，用上述电源和电阻
组成闭合电路时，求：
(1)电源的输出功率P出多大？
(2)电源内部损耗的电功率P内是多少？
(3)电源的效率η多大？
16.如图，钉子A、B相距5l，处于同一高度。

细线的一端系有质量为M
的物块，另一端绕过A固定于B.小球固定在细线上C点，B、C间的线长为3l。

小球和物块都静止时，BC与水平方向的夹角为53°.忽略一切摩擦，重力加速度为g，取sin53°=0.8，cos53°=0.6，cos26.5°=
0.89，求：
(1)小球的质量；
(2)钉子A所受压力F N的大小和方向。

17.如图，真空中xOy平面直角坐标系上的ABC三点构成等边三角形，
边长L.若将电荷量均为+q的两点电荷分别固定在A、B点，已知静电力常量k，求：
(1)两点电荷间的库仑力大小；
(2)C点的电场强度的大小和方向．
-------- 答案与解析 --------
1.答案：C
解析：解：ABD、电动势、电势差和电势都只有大小没有方向，都是标量，故ABD错误。

C、电场强度既有大小又有方向，运算时遵循平行四边形定则，是矢量，故C正确。

故选：C。

既有大小又有方向，运算遵循平行四边形定则的物理量是矢量，如力、速度、加速度、位移、电场强度等都是矢量；只有大小，没有方向的物理量是标量，如路程、时间、质量、电动势、电势差、电势等都是标量。

本题是一个基础题目，关键要掌握物理量的矢标性，知道标量和矢量的区别：矢量有方向，而标量没有方向。

2.答案：A
解析：解：A、B、电场线密处，电场强度大，而电场线方向不确定，故无法判断电势高低，电势就不一定高．故A正确．故B错误；
C、D、电势为零，是人为选择的，电场强度为零的地方，电势不一定为零．故CD错误．
故选A
电场线的疏密表示电场强度的相对大小，电场线的方向反映电势的高低，则电场强度与电势没有直接关系．电场强度为零，电势不一定为零．电势为零，电场强度也不一定为零．电场强度越大的地方，电势不一定高．顺着电场线方向，电势逐渐降低，但场强不一定减小．
电场强度和电势这两个概念非常抽象，可借助电场线可以形象直观表示电场这两方面的特性：电场线疏密表示电场强度的相对大小，切线方向表示电场强度的方向，电场线的方向反映电势的高低．3.答案：C
解析：
由于伏安特性曲线为曲线时不准确，故在求各点电阻时应采用欧姆定律求解，而不能用斜率来表示。

本题考查对伏安特性曲线的了解，要注意明确各点的电阻应通过欧姆定律求解。

AB.B点的电阻为R B=U
I =6
1.5×10−1
=40Ω，故AB错误；
CD.A点的电阻为：R A=3
0.1
=30Ω，故两点间的电阻改变了40−30Ω=10Ω，故C正确，D错误；故选C。

4.答案：B
解析：解：AB、平行板电容器与电源相连，电压不变，增大电容器两极板距离，电容减小，由C=Q
U
分析知，电容器的电量减小，电路中形成放电电流，根据上极板带正电，R中有电流，方向是a→b.故A错误，B正确；
C、电容器电压不变，故C错误；
D、由E=U
d
分析得知，U不变，d增大，E减小．故D错误．
故选B．
平行板电容器两极板与电源两极相连，电压不变，将电容器板间距离增大，电容减小，由C=Q
U
分析
电容器的电量变化，判断电路中形成的电流方向，由E=U
d
分析E的变化．
本题是电容器动态变化分析问题，关键要抓住电容器与电源相连，电压不变．
5.答案：A
解析：解：沿AB方向测得的电阻为R，根据电阻定律R=ρL
S ，即有R=ρa
bc
，
那么电阻率为ρ=bc
a
R；
根据电阻定律，那么沿CD方向的电阻R′=ρ×b
ac =bc
a
R×b
ac
=b2
a2
R；故A正确，BCD错误；
故选：A．
根据电阻定律R=ρL
S
，结合AB方向测得的电阻为R，即可求解沿CD方向的电阻率和电阻．
考查电阻定律的应用，知道电阻率的含义，掌握公式中L与S的求法，注意不同电流方向的L与S 的不同．
6.答案：C
解析：
白炽灯泡的电阻随着电压增大，温度升高而增大，根据公式P=U2
R
，分析图象斜率的变化，再选择图象。

本题的关键要抓住灯泡的电阻随着温度的升高而增大的特点，由数学知识选择图象。

灯泡消耗的功率P=U2
R
，随着电压的增大，灯泡消耗的功率增大，温度升高，其电阻R增大，则P−U2图象切线的斜率减小，由数学知识得知C正确，ABD错误。

故选C。

7.答案：A
解析：解：A、x−t图象中，图线均为曲线，是变速直线运动，其中质点a做周期性的往返运动．故A正确．
B、t′时刻，a和b位置相同．故B错误．
C、0～t′时间内，a和b质点的初位置都在坐标原点，末位置都在−5m处，所以位移大小均为5m.但路程a的比较大，故C错误．
D、0～t0时间内：a质点的路程是：5+5+5+5+5+5=30，b质点的路程为：5+5=10；所以a质点的路程是b质点路程的3倍．故D错误．
故选：A．
(1)图象是x−t图象，描述的是不同时刻质点的位置．虽然图象是曲线，但质点是在沿x轴运动的．是直线运动．
(2)x−t图象中，图线上某点的切线的斜率就表示该点的瞬时速度．
图象类问题处理时要：先看轴，再看线，看看斜率，相相面．要明白各类图象的意义即可．
8.答案：CD
解析：电动机电路在电机正常转动时，电动机消耗的功率P=UI，且大于发热功率，选项C、D正确。

9.答案：BD
解析：解：A、导体电阻是导体本身的属性，其大小与电压及电流无关；故A错误；
B、由R=ρl
可知，导体的电阻跟它长度成正比，跟它的横截面积成反比；故B正确；
s
C、欧姆定律适用于金属及电解液；但不适用于气体导电；故C错误；
D、欧姆定律适用于纯电阻电路，不适用于非纯电阻电路；故D正确；
故选：BD．
欧姆定律中电流与电压成正比，与电流成反比；同时注意欧姆定律的适用范围．电阻定律为导体电阻的决定式，导体的电阻与长度成正比，与横截面积成反比．
为电阻的定义式，采取了比值定义法，R与U和I无关；同时注本题应明确由欧姆定律得出的R=U
I
意电阻定律为电阻的决定式．
10.答案：AD
解析：解：AB、箱子静止时，小球根据平衡条件有：F OA sinθ=mg，F OB=F OA cosθ；若使箱子向右水平加速，竖直方向合力为零，有：F′OA sinθ=mg，F′OB−F′OA cosθ=ma，比较可知绳1的张力不变、绳2的张力增大，故A不正确，B正确；
CD、若使箱子竖直向上加速，有：F″OA sinθ−mg=ma，F″OB=F″OA cosθ，比较可知绳1的张力增大、绳2的张力也增大，故C正确，D不正确。

本题选说法不正确的故选：AD。

对小球受力分析，箱子静止时，根据平衡条件写出水平方向和竖直方向的平衡方程，箱子向右水平加速或向上加速时，分别在水平方向和竖直方向列平衡方程或牛顿第二定律方程，在与静止时比较即可。

本题考查了平衡方程、牛顿第二定律，解题的关键是正确受力分析，分方向列平衡方程或牛顿第二定律方程判断。

11.答案：BD
解析：
↵
根据电势高低，分析电场力对电子做功的正负，电场力做正功时，电势能减小；相反，电势能增；根据等势线的分布情况可知，电子靠近正电荷时，电势升高；反之，电势降低。

本题要对等量异种电荷等势面的分布和电场线情况了解，抓住对称性分析对称点的电势关系。

A.由a→b，电势降低，电场力做负功，电子的电势能增加，故A错误；
B.如图，画出过b、c的等势线，则知由b→c，电势先降低再升高，则电场对电子先做负功，后做正功，根据对称性可知，b、c两点的电势相等，电场力做的总功为零，故B正确；
C.由c→d，电势升高，电场力做正功，电子的电势能减小，故C错误；
D.由d→a，电势先升高后降低，电场对电子先做正功，后做负功，电子的电势能先减小后增加，电势能总增加量为零，d、a两点的电势相等，电场力做的总功为零，故D正确。

故选BD。

12.答案：AD
解析：解：A、则对M、N球受力分析，
根据共点力平衡和几何关系得：
m1g=F1cotθ，
m2g=F2cotθ
由于F1和F2是作用力与反作用力，大小相等，方向相反，
所以：m1=m2.故A正确；
B、不论q1与q2谁大谁小，它们之间的库仑力总是等值、反向、共线的，即总有F1=F2，所以不能判断q1，q2的大小．故B错误；
C、D、根据共点力的平衡可得，M、N两球受到的库仑力合力与小球受到的重力大小相等，方向相反，所以M、N两球受到的库仑力合力的大小一定相等，方向竖直向上．故C错误，D正确．
故选：AC
分别选取MN为研究的对象，对它们进行受力分析，根据共点力平衡和几何关系表示出电场力和重力的关系．再根据电场力和重力的关系得出两球质量的关系
要比较两球质量关系，我们要通过电场力把两重力联系起来进行比较．
13.答案：伏特表c偏大
解析：解：电流表示数变化明显，知电压表分流作用明显，待测电阻阻值较大，与伏特表内阻可以比拟，根据“大内偏大”，知电流表采取内接法，由于电流表有分压作用，测量电压偏大，根据欧姆定律知测量电阻偏大．
故答案为：伏特表，c；偏大．
将伏特表的另一端与b、c分别连接，电流表的示数变化明显，可知电压表分流作用明显，从而得知待测电阻的阻值较大．根据“大内偏大，小外偏小”确定电流表的内外接和误差．
解决本题的关键知道电流表内外接引起误差的原因，知道在什么情况下采取电流表内接法，在什么情况下采取电流表外接法．
14.答案：ABCEFH；横截面边长a、管线长度l、电压表示数U、电流表示数I；a2−ρIL
U
解析：解：(1)本实验需要用伏安法测量电阻，根据欧姆定律，有R=U
I
；同时要结合电阻定律公式
R=ρL
S
，求解截面积；故要用电压表测量电压，电流表测量电流，刻度尺测量长度，螺旋测微器测量直径，当然，要组合成电路，还需要电源、电键、导线以及滑动变阻器；由于电阻通电电流大会升温，影响电阻率，故要小电流，故电流表选择较小量程，电压表也选择较小量程．故选ABCEFH；
(2)由滑线变阻器阻值为10Ω，被测电阻为10Ω，故限流的效果不明显，故采用分压解法，由R V
R X >R X
R A
，
确定电流表外接，电路如图：
由于要求尽可能测出多组有关数值，故滑动变阻器要采用分压式接法，金属丝电阻较小，因此电流表采用外接法，由此可得出实物图如下所示：
(3)根据欧姆定律，有：R=U
，
I
，
根据电阻定律公式有：R=ρL
S
由此解得：S=ρIL
，
U
因此要用螺旋测微器测横截面边长a，用毫米刻度尺金属管线长度L，电压表示数U，电流表示数I，
，
因此金属管线内部空间截面积S0的表达式为：S0=a2−ρIL
U
故答案为：(1)ABCEFH；(2)如图所示；(3)横截面边长a、管线长度l、电压表示数U、电流表示数I，a2−ρIL
．
U
(1)本实验需要用伏安法测量电阻，同时要结合电阻定律，求解导体的截面积，故可以先得到截面积的表达式，再结合欧姆定律得到待测量，从而进一步选择器材；
(2)用伏安法测量电阻，要求尽可能测出多组有关数值，故滑动变阻器要采用分压式接法；由于金属原件长度较短，故电阻较小，故采用安培表外接法，画出电路图后进一步连接实物图即可；(3)根据欧姆定律和电阻定律公式可以得到要测量的物理量，并进一步推导出公式．
对电学实验要能设计出电路图，并根据电路图连接电路并得到待测量，还要会误差分析，本题是考查学生基础知识的好题．
15.答案：解：(1)从A的图线可读出
电源的电动势E=3V，内阻r=E I
m =3
6
Ω=0.5Ω，
从图象的交点可读出：路端电压U=2V，电路电流I=2A 则电源的输出功率为P出=UI=2×2W=4W；
(2)电源内部损耗的电功率P内=I2r=22×0.5W=2W；
(3)电源的总功率为P总=IE=2×3W=6W；
故电源的效率为η=P
出
P
总
=4
6
×100％=66.7％。

答：(1)电源的输出功率P出=4W；(2)电源内部损耗的电功率P内=2W；(3)电源的效率η=66.7％。

解析：本题考查对电源和电阻伏安特性曲线的理解能力，关键要理解两图线的交点就表示该电源和该电阻组成闭合电路时的工作状态，能直接读出电流和路端电压，从而求出电源的输出功率。

(1)由电源的U−I图象读出电动势，求出内阻．两图线交点表示电阻与电源组成闭合电路时的工作状态，读出电压和电流，由公式P=UI求出电源的输出功率P出；
(2)电源内部损耗的电功率由公式P内=I2r求解；
(3)电源的功率为P总=IE，电源的效率为η=P
出
P
总
代入数据求解即可。

16.答案：解：(1)由图知，cos53°=3l
5l
=0.6
所以∠C=90°
设小球质量为m，AC、BC的拉力分别为F1、F2，有
F1sin53°=F2cos53°
mg=F1cos53°+F2sin53°
F1=Mg
解得m=5
3
M
(2)钉子所受压力等于两细线合力，根据几何关系可知合力方向沿与竖直方向成26.5°向右下方
故F N=2Mgcos26.5°
解得F N=1.78Mg
答：(1)小球的质量为5
3
M；
(2)钉子A所受压力F N的大小为1.78Mg，方向与竖直方向成26.5°向右下方。

解析：(1)小球静止时受力平衡，利用平衡列式求解小球的质量；
(2)钉子所受压力等于两细线合力，根据几何关系和平衡条件求解。

本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程
进行解答。

17.答案：解：(1)根据库仑定律可知，两点电荷间的库仑力为：F=k q2
L2
(2)点电荷A在C点产生的场强为：E1=k q
L2
点电荷B在C点产生的场强也为E2=k q
L2
但是方向不同，根据矢量求和可得C点的电场强度的大小为：E=2k q
L2sin60°=√3kq
L2
方向沿y轴正方向．
答：
(1)两点电荷间的库仑力大小为k q2
L2
；
(2)C点的电场强度的大小为√3kq
L2
；方向沿y轴正方向．
解析：(1)根据库仑定律公式F=k Qq
r2
列式求解库仑力大小；
(2)先求解两个电荷单独存在时在C点的场强，然后根据平行四边形定则合成得到C点的场强．
本题考查了库仑定律、电场强度的计算，意在考查考生的识记和应用能力．关键是要知道空间各点的场强是由两个点电荷产生的电场的叠加，要根据平行四边形定则进行合成．。